干粉砂浆生产可行性分析

　　一、干粉砂浆简介

　　干粉砂浆是指经干燥筛分处理的骨料（如石英砂）、无机胶凝材料（如水泥）和添加剂（如聚合物）等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。又称作砂浆干粉料、干混料、干拌粉，有些建筑黏合剂也属于此类。干粉砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护和装饰作用，建筑和装修工程应用极为广泛。在干粉砂浆出现之前，所使用的砂浆大都在施工现场拌制，现场拌制的因材料来源不固定、储存过程变质、配合比例变化大、拌和均匀性差等原因，造成现场拌制砂浆强度不稳定、抗渗抗裂性差、收缩率大，是粉刷开裂、起壳、剥落、渗漏等建筑质量问题发生的薄弱环节。同时，现场配制砂浆不可避免的造成资源浪费和环境污染。相对于传统工艺现场拌制的砂浆，干粉砂浆具有产品质量高、生产效率高、对环境污染小、便于文明施工等众多优点。

　　干粉砂浆依据用途的不同，在建筑工程中的主要有：砌筑砂浆、抹灰砂浆、界面剂、磁砖粘合剂、填缝剂、内外墙腻子、防水砂浆、地坪砂浆、自流平砂浆、修补砂浆、早强砂浆、粉沫涂料、彩色装饰砂浆、保温砂浆、无收缩灌浆、干拌混凝土等等。

　　二、 干粉砂浆的应用的必然性

　　砂浆作为一种建筑材料，已有上千年的历史。但砂浆的生产方式却一直沿用上千年的施工现场拌制方式。伴随着建筑技术的发展，对施工工效和建筑质量的要求不断提高，现场拌制砂浆的缺点也逐步显露出来。现场拌制砂浆存在的个问题主要有以下几个方面：

　　1、配比设计的随意性较大，严重影响材料的内在质量。由于施工队伍众多，施工单位的技术水平良莠不齐，往往凭经验或从别处借鉴配方，对自己选用的原材料的个性分析不足，又缺乏系统的材料性能检验，造成砂浆性能低下，给工程带来隐患。

　　2、现场计量控制不准造成质量波动。大多数现场仍停留在人工计量的阶段，这样称量误差很大。其后果是胶结料少了，会造成强度下降；胶结料多了，一方面会增加成本，同时又会因为水泥的收缩问题而产生裂缝。

　　3、混合均匀性难以保证。现场搅拌一般采用小型砂浆搅拌机，对于微掺量的添加剂分散能力差，常会出现拌和不均匀的现象。

　　4、生产效率低。劳动强度大，劳动时间长，用于单位工程的人工费用增大。

　　5、原材料对砂浆性能的影响增大。不同用途的砂浆， 对集料、胶结料有着不同的要求。在施工现场生产，限于条件和工期的限制，不可能一一满足。

　　6、对环境污染大。原料的存放和在生产时会形成粉尘、噪音等污染源，对周围环境造成污染。

　　7、影响建筑功能，造成事故隐患。由于没有科学的经验数学模型的指引，砂浆质量的控制只能采用同期制作试件，到养护龄期后进行后期验证的办法。即使有问题，也难以弥补。由此而造成的墙体开裂、渗水、色差及抹灰层空鼓、脱落的现象时有发生。

　　为此，砂浆的生产方式的改革成为必然。砂浆进行工厂化生产，在依据砂浆用途的选材和配比设计方面，由更具专业化的工程师进行，在设施全面的实验室进行系统的检验，采用电子化计量，专业化生产管理和专门的混合设备进行集中生产，就能够有效地解决上述存在的几个问题。

　　三、干粉砂浆的发展

　　干粉砂浆在欧洲应用很普遍。德国、奥地利、芬兰等国家早已在工程施工中大量采用干粉砂浆。在德国，平均每50 万人口就有一个干粉砂浆的生产厂。在东南亚的发展也很快，新加坡从1984 年建设了第一个干粉砂浆生产厂，迄今产量超过30t/h 的厂已有5 家。在韩国、日本、台湾、泰国、香港等许多亚洲国家和地区，都有大规模专业干粉砂浆生产厂。

　　我国在这方面的研究，最近几年有较大的发展。随着对商品混凝土的研究和推广带动了商品砂浆的研究和使用。不少大专院校和相应的研究机构，在吸取国外成功经验的基础上，结合我国施工实际情况，在防水砂浆、保温砂浆、修补砂浆、自流平砂浆方面进行了许多研究开发，推出了数十种不同用途的专用砂浆品种，受到施工单位的欢迎。干粉砂浆生产厂在部分大中城市已有出现，有的年产量已经达到数万吨。其中发展较快的有干混瓷砖粘结剂、界面处理剂、保温砂浆、自流平地面砂浆、防水砂浆等，个别厂的产量已达数万吨。但砌筑砂浆和抹面砂浆，虽然应用量很大，但由于推广和政策贯彻落实力度有些滞后，目前只要少数大型工程上使用，应用面还不够普及。

　　四、市场分析

　　从政策方面来看，推广的工作已经启动。国家建材局在《新型建材及制品发展导向目录》中新型墙体材料中的第15 项就列出了“聚合物干粉砂浆”这种产品。2000年2 月，上海市建筑业管理办公室发布了《关于上海市建设工程推行试用商品砂浆的通知》。要求“从2000年7 月1 日起，在本市内环线范围内的新开工建设工程推行使用商品砂浆”，并发布了《预拌砂浆生产与运用技术规程》和《干粉砂浆生产和与运用技术规程》两个规范性的文件作为依据。北京市政府也在干粉砂浆商品化方面进行了大量的推广工作。接着，深圳市也发布了相关的政策和标准规程。不难预见，在我国形成新的干粉砂浆市场势在必行。

　　干粉砂浆的出现填补了建筑材料的一项空白，完成了对建筑工业的一项重大革新。许多房地产开发商和建材生产企业对该项目表示出很大的兴趣。从国内京，沪，粤等地的推广使用状况来看，各级政府都非常重视，再加上近年来建筑工程质量问题屡屡出现，使得干粉砂浆的政策面环境很好。同时，干粉砂浆在现阶段产量依然很小，比如以一个中小城市已年总建筑量100万平方米对砂浆的使用量进行简单估算，抹面砂浆和砌筑砂浆总使用量在50万吨以上。假如我们建一条年产5 万吨（2. 5万立方米） 的干粉砂浆生产线，全部产量仅为市场需求量的6% ，因此市场需求不成问题。

　　干粉砂浆是作为一项绿色建材得到政府和社会的认同， 同时，作为其设备来讲，一直是从欧洲等地进口的，本项目的实施，可以实现进口替代，符合国家的宏观经济政策，因此不存在政策风险。 目前，这项技术已经比较成熟，作为其主要外加剂的材料经过充分实验和多项工程的应用，各项指标比较稳定。通过在生产过程中的进一步探索，各项性能指标仍会有较大幅度的提高，而成本会进一步降低。

　　五、干粉砂浆的主要构成

　　干粉砂浆的是由组成原料在工厂经准确配料和均匀混合而制成的砂浆半成品，到施工现场只需加水搅拌即可使用。由于干粉砂浆的种类多，应用十分广泛。其最大特点之一是以其薄层发挥粘结，装饰，防护和衬垫等作用。如以粘结功能为主的砂浆主要有砌筑砂浆，墙地砖粘贴砂浆，勾缝砂浆，锚固砂浆等；以装饰修效果为主的砂浆主要有各种抹面砂浆，内外墙腻子，彩色装饰砂浆等；起防护作用的有防水砂浆，各种耐蚀砂浆，地面自流平砂浆，耐磨砂浆，绝热保温砂浆，吸声砂浆，修复砂浆，防霉砂浆，屏蔽砂浆等。因而其成分也比较复杂，概括起来是由胶结料，填料，矿物掺合料，颜料，外加剂等材料组成。

　　1、胶结料。干粉砂浆常用的胶结料有：硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，高铝水泥，硅酸钙水泥，天然石膏，石灰，硅灰以及由这些材料的混合体。硅酸盐水泥（通常是I型）或硅酸盐白水泥都是主要的胶结料。地坪砂浆中通常还需要用一些特殊的水泥。胶结料的用量占干混料产品质量的

　　2、填料。干粉砂浆的主要填料有：黄砂、石英砂、石灰石、白云石、膨胀珍珠岩等。这些填料经过破碎、烘干，再筛分成粗、中、细三类，颗粒尺寸为：粗填料4mm～2mm，中填料2mm～0.1mm，细填料在0.1mm以下。粒度很小的产品，需用细石粉和经分选过的石灰石作骨料。普通的干粉砂浆既可用粉碎过的石灰石，也可用经干燥、筛选过的砂子作骨料。如果砂子质量足可用于高级的结构混凝土，则其一定符合生产干混料的要求。生产质量可靠的干粉砂浆，关键在于原料粒度的掌握以及投料配比的准确，而这是在干粉砂浆自动生产线中实现的。

　　3、矿物掺合料。干粉砂浆的矿物掺合料主要是：工业副产品、工业废料及部分天然矿石等，如：矿渣，粉煤灰，火山灰，细硅石粉等，这些掺合料的化学成分主要是含氧化钙的硅铝盐酸，有很高的活性和水硬性。

　　4、外加剂。外加剂是干粉砂浆的关键环节，外加剂的种类和数量以及外加剂之间的适应性关系到干粉砂浆的质量和性能。为了增加干粉砂浆的和易性和粘结力，提高砂浆的抗裂性，降低渗透性，使砂浆不易泌水分离，从而提高干粉砂浆的施工性能，降低生产成本。如聚合物胶粉、木质纤维、羟甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素、改性聚丙烯纤维、PVA纤维以及各种减水剂等

　　六、生产线工艺布置

　　干粉砂浆生产线依据要生产的产品和场地的位置地形采用不同的工艺设计方案。常用的有塔式工艺布置和阶段式工艺布置。

　　1、塔式工艺布置

　　塔式工艺布置通常是自上而下配置相应的设备，依次是砂筛分机、储存仓、喂料机、计量斗、混合机、包装机和堆放输送机等。将所有预处理好的原料提升到原料仓顶部，原材料依靠自身的重力从料仓中流出，经电脑配料，螺旋输送计量，混合机拌和再到包装机包装入成品仓储存，或散装入散装车等工序后成为最终产品，全部生产由中央电脑控制系统操作，配料精度高、使用灵活，采用密闭的生产系统设备使得现场清洁，无粉尘污染。

　　2、阶段式布置

　　阶段式布置是将主原料储仓与混合机平行布置，原料通过二次提升进入混合机，混合机的上部只保留用量相对较小的原料和添加剂储仓，由此降低储料仓的高度，大幅度减少工程投资。通过增加收尘装置减少粉尘污染。

　　七、主要生产设备

　　1、干燥设备干燥设备主要有回转干燥机和流化干燥机两种形式。回转干燥机安装在地面，可选用煤，油，气等多种加热原料，操作维护更为方便。振动流化床干燥机热效率较高，机械磨损小，应用较为经济。

　　2、筛分机筛分机设置在原料顶部，经过筛分级后的不同粒径的砂子直接送入响应的储存仓。选用质量可靠，投资低，体积小，运行可靠的投影式筛分机，即使在过载的情况下，筛网由于倾斜设置不会被撕裂；稳定的系统误差保证配方修正，从而保证产品质量。

　　3、物料输送粉状物料（如水泥，粉煤灰等）一般采用气力输送设备送入原料仓。化学外加剂等袋装物料，采用提升机提升到相应高度，用人工倒料的方式进入小原料仓。所有物料都由改进的螺旋输送机输送到计量斗。筒仓的材料使用状况由筒料位计来监视，同时控制上料。筒仓锥部装有流化装置，在原料板结时通入压缩空气帮助卸料。

　　4、配料计量系统所有的物料都由电脑控制的配料系统进行计量配料。控制系统采用进口工控机和专用电子称配料控制仪表，计算机控制系统实现上料、下料、计量、卸料、输送、搅拌、出料包装全过程的自动控制及完全手动支持；具有统计、打印生产日报表月报表功能和原始数据的查询功，能根据用户要求设计送货单，能储存999个配方及计划号，可随时调整和修改动态模拟整个生产过程，具有计算机自我诊断，报警功能和落差自动修正和补偿功能。

　　5、混合系统混合机是干粉砂浆材料生产中最关键的一环，配置高效混合机是产品质量和产量的保证。为干粉砂浆生产专门设计的高效混合机，混合时间缩短，对粒度、密度差异大的物料混合适应性更强，它由传动机构、卧式筒体、犁刀、飞刀四部分组成，物料在犁刀作用下沿筒壁作周向湍，当物料流经飞刀时被高速旋转的飞刀抛洒，即使是彩色沙浆，也可以在较短时间内达到均匀混合。卸料口采用无残余卸料设计，借助于两个卸料阀门，混合料被卸入与搅拌机等长的底斗仓中。混合机中的残余料可以忽略不计。并有效减少卸料过程中可能出现的再次分离。

　　6、包装机粗细干粉材料的包装应注意包装机的选型，细的粉状料可以用水泥包装机包装，粗产品选用气吹式包装机比较可靠。近年来研制的干粉砂浆专用包装机，经过不断地改进，已经完全能够适应各种不同类型的材料的包装。

　　现在，国内建筑干粉砂浆的生产和推广应用已经形成了一个新产业，为住宅产业化创造新的增长点。干粉砂浆一般采用粉煤灰等工业废弃物作原料，废弃物再生利用给社会带来巨大利益。由于干粉砂浆是对传统砂浆的革命，不可避免地受到习惯势力阻碍，因此，政府决策和支持是十分重要的，在科研、生产、施工各方面协作努力下，相信干粉砂浆生产这一新产业必将很快生根、开花、结果。